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中国钢铁工业烟气中汞的排放管理及控制分析

2017/11/6 15:39:59  来源:冶金信息导刊  作者:熊樱等  我要投稿

摘要:分析了国内外钢铁工业汞的排放情况及烟气脱汞措施,总结中国钢铁工业汞污染控制存在的问题并进一步提出污染防治措施和建议。

关键词:钢铁工业;汞;污染控制

0 前 言

汞是常温下唯一呈液态的重金属元素,同时具有较高的蒸汽压,对环境及人体健康极具危害,它被各国政府以及 UNEP(联合国环境规划署)、W HO (世界卫生组织 )和 FA O (联合国粮农组织)等国际组织列为优先控制的环境污染物,长期以来受到人们的关注和重视。U NE P 一直致力 于推动全球汞污染防治行动。2013年1月,全球首个汞限排公约《水俣公约》的最终文本获得140余个国家谈判团的一致通过,首次通过了具有法律约束力的条约限制汞排放和泄露。

向大气中的汞排放主要源于化石燃料燃烧,尤其是煤炭的燃烧,燃煤电厂是大气中全球汞排放最大的源。其他污染源还包括电厂以外的各种燃煤工业锅炉、废物燃烧、水银法氯碱生产、水泥生产、有色金属生产等。钢铁工业并非汞排放大户,但是由于其微量剂量就能对人类及环境造成损害且具有跨界传输等特征,在每年钢铁工业产量的巨大基数下,这部分大气汞排放仍不容小视,钢铁行业大气汞排放情况与控制措施仍是重要的关注对象。

1 钢铁工业汞的产生环节

钢铁工业是典型的流程制造业,其生产工艺流程主要有两种:以高炉一转炉炼钢工艺为中心的钢铁联合企业生产流程,即长流程;以废钢一电炉炼钢为中心的钢铁生产流程,即短流程。长流程是以煤炭、焦炭为主要能源,将铁矿石在高炉中冶炼成铁水或生铁,然后在转炉中将铁水炼成钢水铸成坯;短流程是以电力为能源,用废钢作为主要原料,在电炉中炼成钢水铸成坯。

钢铁生产产生的汞基本来源于燃煤以及铁矿石。燃煤消耗主要包括三部分,焦化工序使用的洗精煤、自备电厂使用的动力煤、高炉生产为了提高燃料效率而添加的一部分喷吹煤,这三部分的煤炭消耗是钢铁企业的主要汞排放来源。铁矿石中的汞在冶炼过程中,一部分进入最终钢铁产品,另一部分则随烟气、固废等进入环境中。钢铁工业的主要生产工序包括焦化、烧结、高炉炼铁、转炉炼钢 以及电炉炼钢都会产生汞 ,部分钢铁企业的燃煤自备电厂也是汞排放的来源之一。

中国钢铁企业大多以长流程为主,电炉炼钢比重较少,因此,根据中国钢铁行业的发展现状以及国外前期研究成果,焦化工序和烧结工序是产生汞污染的主要工序,对于部分无焦化工序的钢铁企业而言,烧结工序则是其最主要的汞污染来源。

2 国内外钢铁工业汞排放情况及控制措施

2.1 钢铁工业汞排放情况估计

根据2005 年UNEP汞大气排放的相关报告统计数据估算,按行业分类,钢铁工业大气汞排放只占各行业总排放量的2.9%,将废钢的量计算在内也仅占3.1%,钢铁制造中所排放的汞大部分都来自冶金焦炭。

根据国外学者E.G.Pacyna 等人的研究结果,在 UNEP发布的全球汞排放调查报告中,粗钢生产的汞排放因子为0.04 g/t钢产量,而日本学者Naom ichi Fukuda 等人的研究结果认为,粗钢生产的汞排放因子为0.0488g/吨钢产量。

根据世界钢铁工业协会统计数据,2012 年全球粗钢总产量为15.48 亿t,中国粗钢总产量为7.16亿t,表1为利用汞排放因子估算的钢铁工业汞排放量。

2.2 钢铁工业烟气脱汞措施

2.2.1 燃煤脱汞

原煤中汞含量以及汞排放控制设备 的效率是汞排放量的最重要指标,煤中汞含量0.01~1.0 ppm,平均值约为0.1ppm 。

延伸阅读:

煤气脱汞剂介绍及其研究进展

文章关键词:汞污染 烟气脱汞 汞排放

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